بررسی پارامترهای آشفتگی در پرش هیدرولیکی با مقاطع مستطیلی واگرا با استفاده از مدل Fluent

حوضچه های آرامش با مقطع واگرا دارای عملکرد هیدرولیکی مناسب تر و هزینه ساخت کمتر نسبت به حوضچه های کلاسیک می باشند. در تحقیق حاضر با به کارگیری داده های آزمایشگاهی و به ازای هفت عدد فرود مختلف در محدوده 1/9-2/3, سه مدل از حوضچه های مذکور با هندسه های مختلف از نظر زاویه واگرایی و نوع دیواره, در حالت سه بعدی مورد شبیه سازی عددی قرار گرفت. برای تحلیل آشفتگی از مدل های k-ε RNG و RSM و برای سطح آزاد جریان از مدل حجم سیال (VOF) در محیط نرم-افزار Fluent استفاده شد. دقت مدل های آشفتگی مذکور در شبیه سازی سطح آزاد پرش مشابه یکدیگر و میانگین خطای محاسباتی آنها به ترتیب 4/7 و 7/5 درصد حاصل شد. اما در شبیه سازی پروفیل های سرعت مدل RSM عملکرد بهتری را به همراه داشت, به طوری که میانگین خطای محاسباتی مدل های k-ε RNG و RSM به ترتیب 2/16 و 7/7 درصد بدست آمد. بر اساس نتایج مدل عددی وقوع جریان دوپایا در مقاطع واگرا به خوبی قابل مشاهده بود. همچنین با استفاده از مدل RSMتوزیع قائم شدت آشفتگی, تنش-های رینولدز و انرژی جنبشی اغتشاش در مقاطع مختلف پرش مورد بررسی قرار گرفت.